第四章 切削基本理论应用.ppt

第四章 切削基本理论的应用 第一节 切屑控制 一、切屑形状的分类 第二部分是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形，称之为附加变形。因为在大多数情况下，仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断，必须再增加一次附加变形，才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法，就是在前刀面上磨出（或压制出）一定形状的断屑槽，迫使切屑流入断屑槽时再卷曲变形。切屑经受附加的再卷曲变形以后，进一步硬化和脆化，当它碰撞到工件或后刀面上时，就很容易被折断了。 断屑槽的宽度 　　断屑槽宽度LBn 与进给量f 、切削深度ap有关，当进给量f增大时，切削厚度增大，断屑槽的宽度应相应加宽；切削深度大,槽也应适当加宽。 图a 是槽宽与进给量基本适应，切屑经卷曲变形后碰撞折断成C形； 图b是槽不够宽，切屑卷曲半径小，变形大，碰撞后折断成短C 形或形成崩碎小片； 图c 则是槽太窄了，切屑挤成小卷堵塞在槽中很难流出来，造成憋屑甚至会打坏切削刃； 图d、e则是槽太宽了，切屑卷曲半径太大，变形不够．不易折断．有时甚至不流经槽底而自由形成带状屑。 断屑槽的宽度与所选的ap和f有关，一般来说，ap和f大，LBn也应该大。 切削中碳钢时 LBn=10 f 切削合金钢时 LBn=7 f 通常直线圆弧型rBn =（0.3~0.7）LBn 塑性大取上限，塑性小取下限 断屑槽的宽度LBn也应与切削深度ap 相适应。一般也可以粗略地依据ap 来选择槽宽LBn ，当ap 大时， LBn也应当大些；而ap小，则LBn应适当减小。因为当切深大而槽太窄时，切屑宽，不易在槽中卷曲，这样，切屑往往不流入槽底而自行形成带状屑；当切深小而槽太宽时，切屑窄，流动比较自由，变形不够充分，也不易折断。 断屑槽与主切削刃的倾斜角 　断屑槽与主切削刃的倾斜方式常用的有外斜式、平行式、和内斜式三种 切削参数与断屑的关系 断屑与进给量、倒棱宽度的关系 其它断屑方法 （1）固定附加断屑挡块 　断屑器有固定式和可调节式两种。图13 为车刀上的可调节式断屑器。 　　在车刀前刀面上装一个挡屑板1，切屑沿刀具的前面流出时，因受挡屑板1 所阻而弯曲折断。断屑器的参数Ln和α可按需要设计和调整，以保证在给定的切削条件下，断屑稳定可靠。松开螺钉3 , 在弹簧4 的作用下，可使挡屑板1 和压板2 一起抬起，便于挡屑板调整和刀片的快速转位与更换。这种断屑器常用于大、中型机床的刀具上。 其它断屑方法 （2）利用断屑装置 　　断屑装置类型很多，一般可分为机械式，液压式和电气式等，断屑装置成本高，但断屑是稳定可靠的，一般只用于自动线上。图14 为用于车刀上的带有切断器的断屑装置示意图。车削时，切屑通过导屑通道2 流出，被不断旋转的盘形切断器3 强行割断，被割断后的切屑则从排屑道6 排出。切断器是由传动轴4 带动的。图中1 为车刀。 其它断屑方法 （3）在工件表面上的预先开槽 　　按工件直径大小不同，预先在被加工表面上沿工件轴向开出一条或数条沟槽，其深度略小于切削深度，使切出的切屑形成薄弱截面，从而折断。这样，既保证了可靠的断屑，又不影响工件已加工表面的粗糙度。即使加工韧性较大的材料时，断屑效果也很好。例如在精镗韧性较大的工件材料(如40Cr等)时，在用其他方法很难断屑时，则可在被加工表面上拉削出纵向沟槽，再进行镗削。采用这种方法能显出其独特的优点。 其它断屑方法 （4）切削刃上开分屑槽 此外，采用切削液可以降低切屑的塑性和韧性，也有利于断屑。提高切削液压力更能促使切屑折断，孔加工中，有时就采用这种方法 其它断屑方法 （5）此外，采用切削液可以降低切屑的塑性和韧性，也有利于断屑。提高切削液压力更能促使切屑折断，孔加工中，有时就采用这种方法 根据不同的要求，可以用不同的指标来衡量材料的切削加工性。 1. 加工材料的性能指标 表4-3 工件材料切削加工性分级表 强度高的材料，切削时力大、温度高，刀具易磨损，加工性不好。如1Cr18Ni9Ti，常温硬度不太高，但高温(700度时)仍能保持较高强度，故加工性差。 强度相近的同类材料，塑性越大，切削中塑性变形和摩擦越大，故切削力大、温度高，刀具易磨损。在低速度切削时，还易产生积屑瘤和鳞刺，使加工表面粗糙度增大，且断屑也较困难，故加工性差。另外塑性太小的材料，切削时切削力、热集中在刀刃附近，刀具易产生崩刃，加工性也较差。在碳素钢中，低碳钢的塑性过大，高碳钢的塑性太小、硬度又高，故它们的加工性都不如硬度和塑性都适中的中碳钢好。 热导率通过对切削温度的影响而影响材料的加工性。导热率大的材料，由切屑带走和工件散出的热量多，有利于降低切